本发明专利技术涉及一种用于提高压裂裂缝中支撑剂铺置效率的压裂液和压裂方法，所述压裂液为水基压裂液，包含悬砂纤维和增稠剂，所述悬砂纤维选自亲水性高强度弯曲状有机纤维或无机纤维。所述压裂方法使用了该压裂液作为携砂液注入地层裂缝。携砂液的注入参数为：用量为40～3000立方米，注入速度为2.0～15.0立方米/分钟。本发明专利技术利用悬砂纤维形成三维网状结构来悬浮支撑剂，该方法可以减少携砂液中瓜尔胶的含量，并提高支撑剂在纵向的铺置效率，因而能够保证支撑剂在压开的人工裂缝纵向上较均匀地分布，从而改善裂缝整个纵向剖面上的导流性能，提高压裂改造的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油天然气开采
中的一种压裂液和油气井压裂方法，特别涉及在低渗透储层的油气藏压裂过程中，利用纤维辅助悬浮支撑剂以改善支撑剂在裂缝中的铺置效率，从而提高压裂效果的新型压裂液和压裂方法。
技术介绍
我国低渗透油气资源量巨大，占已探明总储量的70%以上，是我国未来增储上产的主要潜力工区。这类油气资源具有三低的特点，即探明率低、自然投产率低、采收率低。已经证实，水力压裂改造是提高低渗透油气藏的产能和开发效果与效益的重要技术手段，因而水力压裂技术是用于低渗透油气资源开采的有效手段。简单的说，水力压裂技术的原理如下其利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底产生高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，将在井底附近地层产生裂缝；继续注入含有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，以达到增产增注的目的。水力压裂过程中向地层注入的液体称为压裂液，按照压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可分为前置液、携砂液和顶替液。其中，前置液的作用是破裂地层，造成一定几何尺寸的裂缝，以便随后的携砂液进入；携砂液的作用是用来将支撑剂携带进入裂缝至预定位置，其中支撑剂是指在压裂液带入裂缝后，在压力释放后支撑裂缝的物质，常用的支撑剂例如陶粒、石英砂等；顶替液的作用是将携砂液送至预定位置，并将井筒中的全部携砂液替入裂缝中。现有的携砂液一般使用瓜尔胶作为增稠剂来增大携砂液的粘度，从而使支撑剂悬浮于携砂液中 进入裂缝。由于瓜尔胶在地层裂缝中可能对地层产生不利作用，因而现有的研究主要集中在对瓜尔胶和交联剂的本身的改进。例如，CN101747886A公开了一种压裂液原液和交联液，其中压裂液原液包含瓜尔胶、粘土稳定剂、助排剂、PH调节剂、降滤失剂等。然而，由于现有压裂液对支撑剂悬浮能力有限，压裂支撑剂在裂缝中的沉降导致支撑效率低等问题，严重影响了压裂改造的效果。另一方面，瓜尔胶冻胶压裂液通过射孔炮眼高速剪切，将导致冻胶结构剪切破坏(油气藏增产措施，2002. 4，石油工业出版社，第三版P249)，悬砂能力下降，支撑剂在裂缝中沉降。近年来国外为了减少聚合物对储层和支撑带的损害，使用低聚合物滑溜水压裂，但滑溜水悬砂性能差，其携带支撑剂浓度低，导致裂缝中支撑剂布置浓度低，影响裂缝导流能力；另外支撑剂在裂缝中向下沉降，使裂缝上部无支撑剂支撑，导致裂缝闭合后上部无导流能力，压裂效果差。具体而言，由于现有压裂液是主要是使用瓜尔胶聚合物冻胶携砂，支撑剂沉降过程遵循斯托克斯定律，支撑剂的沉降速率与压裂液粘度呈反比，要保证支撑剂在裂缝中均匀铺置，压裂携砂液在裂缝中要有较高的粘度，一般大于200mPa. s,甚至更高。即使这样支撑剂在裂缝中也会沉降，使裂缝的上部无支撑剂。当压裂施工结束后，裂缝闭合，上部裂缝没有支撑剂，导致压裂效果差；另外使用过高粘度的压裂液，就势必要加大聚合物(瓜尔胶)浓度，这将导致聚合物的残渣和压裂液残胶(没有彻底破胶)对裂缝支撑带和裂缝面的伤害，破坏压裂效果。US2006054324A1中公开了一种水基压裂液，其包含气体成分、纤维和增稠剂，其中作为增稠剂的瓜尔胶在该水基压裂液中的含量仍高达15重量％，其中的气体成分和纤维起到的是辅助压裂的效果。由于该水基压裂液仍然以粘度悬砂为主，虽然其在一定程度上起到了提高支撑剂铺置效率的作用，但是粘度过高的压裂液将对裂缝支撑带和裂缝面造成伤害，且使压裂效果不佳；并且由于存在的气体容易吸附在纤维上，这在很大程度上减弱了纤维本身的强度，实际上造成悬砂性能不佳。因此，需要专利技术一种粘度低且能够提供支撑剂在裂缝中纵向均匀分布的新型压裂液和压裂方法，以在提高压裂效果的同时改善支撑剂在裂缝中的铺置效率。
技术实现思路
有鉴于此而作出本专利技术，因此，本专利技术的一个目的在于提供一种用于有利于支撑剂在裂缝中纵向均匀分布，以改善水力压裂裂缝中支撑剂铺置效率的新型携砂压裂液和压裂方法。为了实现这一目的，本专利技术的一个方面提供了一种水基压裂液，所述压裂液用于在压裂过程中将支撑剂携带进入地层裂缝中，所述压裂液中包含悬砂纤维和增稠剂，所述悬砂纤维选自亲水性高强度有机纤维或无机纤维，且所述悬砂纤维的形状是弯曲状的。本专利技术利用悬砂纤维形成三维网状结构来悬浮支撑剂，该方法可以减少携砂液中瓜尔胶的含量，并提高支撑剂在纵向的铺置效率；并且，本专利技术的压裂液中不包含气体 组分，从而减轻了气体对纤维强度的弱化作用，保证了悬砂性能。另外，本专利技术中所述的增稠剂可以包含瓜尔胶、聚丙烯酰胺等水溶性聚合物。为了更好地阻止支撑剂在裂缝中沉降，提高支撑剂铺置效率，优选的是，上述悬砂纤维具有以下的性能参数①纤维抗拉强度为20MPa 4000MPa ；②纤维真实密度1.10g/cm3 2. 78g/cm3 ；③纤维长度3_ 1 5mm ；④纤维直径8 μ m 500 μ m。满足上述性能参数的亲水性纤维选自，作为无机纤维，可以是玻璃纤维、碳纤维、 玄武岩纤维、陶瓷纤维和聚磷酸钙纤维中的至少一种；作为有机纤维，可以是聚丙烯纤维、 聚丙烯腈纤维、聚氨基甲酸酯纤维、聚酰胺、聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、聚酯纤维、聚乳酸纤维和聚对苯撑苯并双噁唑纤维中的至少一种。在一个实施方式中，基于100重量份的淡水,本专利技术的水基压裂液含有悬砂纤维 O.1 1. O重量份，增稠剂O. 2 O. 5重量份，其中，由于悬砂纤维是弯曲状的上述无机纤维或有机纤维，悬砂纤维的含量进一步优选为O.1 O. 5重量份。另外，本专利技术的水基压裂液中还可以包含常用的成分，如降滤失剂、pH调节剂、破乳剂、助排剂和交联剂等。在一个实施方式中，基于100重量份的淡水，本专利技术的水基压裂液含有降滤失剂O.1 3. O重量份，pH调节剂O. 02 O. 04重量份，破乳剂O. 5 1. O重量份，助排剂O. 5 1. O重量份，交联剂O. 2 O. 5重量份。本专利技术的另一方面提供了一种提高水力压裂裂缝中支撑剂铺置效率的压裂方法， 所述压裂方法使用了包含上述悬砂纤维的压裂液作为携砂液，利用悬砂纤维形成三维网状结构来悬浮支撑剂，该方法可以减少携砂液中增稠剂的含量，有效阻止支撑剂在裂缝中沉降，改善支撑剂在裂缝中纵向剖面上的均匀铺置程度。其中，所述悬砂纤维具有亲水性，容易分散在压裂液中，且易形成三维网状结构， 防止支撑剂沉降，并且由于选用了弯曲状的上述悬砂纤维，与传统的高粘度压裂液相比，可以在降低压裂液粘度的情况下实现相同或更佳的悬砂效果。本专利技术所述方法中使用的压裂液的性质如上所述。本专利技术的压裂方法包括注入前置液、注入携砂液和用滑溜水顶替三个阶段。在一个实施方式中，本专利技术的压裂方法注入携砂液的参数如下使用40 3000立方米的携砂液，且注入速度为2. O 15. O立方米/分钟。在另一实施方式中，本专利技术的压裂方法注入前置液的参数如下使用20 2000立方米的前置液，以1. 5 15. O立方米/分钟的排量注入地层裂缝。在又一实施方式中，本专利技术的压裂方法中滑溜水的用量相当于施工管柱的容积。如下文所揭示的那样，本专利技术提供的用于提高支撑剂在压裂裂缝中铺置效率的压裂液和压裂方法具有以下的有益效果与常规压裂高粘度悬砂相比，通本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水力压裂用水基压裂液，所述压裂液用于携带支撑剂，其特征在于，所述压裂液包含悬砂纤维和增稠剂，所述悬砂纤维选自亲水性高强度有机纤维或无机纤维，其中，所述悬砂纤维是弯曲状的，具有以下性能参数：①纤维抗拉强度为：20MPa～4000MPa；②纤维真实密度：1.10g/cm3～2.78g/cm3；③纤维长度：3mm～15mm；④纤维直径：8μm～500μm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周福建，刘玉章，丁云宏，杨贤友，刘雄飞，吕述奇，张福祥，石阳，李向东，熊春明，连胜江，亓海燕，杨向同，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，北京科麦仕油田化学剂技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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